Instrumenti

DIY zračno plazma rezanje

U malim privatnim radionicama i malim poduzećima sve se češće koriste strojevi za rezanje plazmom umjesto brusilica i drugih uređaja. Zračno rezanje plazmom omogućuje vam izvođenje visokokvalitetnih ravnih i kovrčavih rezova, poravnavanje rubova lima, izradu otvora i rupa, uključujući kovrčave, u metalnim izratcima i drugim složenijim radovima. Kvaliteta rezultirajućeg reza jednostavno je izvrsna, ispada da je glatka, čista, praktički bez prašine i neravnina, a također uredna. Gotovo svi metali mogu se obraditi tehnologijom rezanja zračnom plazmom, kao i neprovodljivi materijali poput betona, keramičkih pločica, plastike i drva. Svi se radovi izvode brzo, radni komad se zagrijava lokalno, samo u području rezanja, pa metal obratka ne mijenja svoju geometriju zbog pregrijavanja. Čak i početnik bez iskustva u zavarivanju može rukovati uređajem za rezanje plazmom ili, kako ga još zovu, plazma rezačem. No kako rezultat ne bi razočarao, još uvijek ne boli proučiti uređaj za rezanje plazme, razumjeti njegov princip rada, a također i proučiti tehnologiju rada s uređajem za rezanje zračnom plazmom.

Uređaj stroja za zračno plazma rezanje

Poznavanje uređaja za rezanje plazme omogućit će ne samo svjesnije obavljanje posla, već i stvaranje domaćeg analoga, koji zahtijeva ne samo dublje znanje, već i poželjno inženjersko iskustvo.

Stroj za rezanje zračnom plazmom sastoji se od nekoliko elemenata, uključujući:

  • Napajanje;
  • Plazmatron;
  • Paket crijeva za kabele;
  • Kompresor za zrak.

Napajanje strujom za plazma rezač služi za pretvaranje napona i opskrbu određenom strujom gorionika / plazma plamenika, čime se pali električni luk. Izvor energije može biti transformator ili pretvarač.

Elementi plazmatrona

Plazmatron – glavni element aparata za rezanje zrakom i plazmom, u njemu se odvijaju procesi zbog kojih se pojavljuje plazma. Plazmatron se sastoji od mlaznice, elektrode, kućišta, izolatora između mlaznice i elektrode i zračnih kanala. Predmeti kao što su elektroda i mlaznica su potrošni materijal i zahtijevaju čestu zamjenu.

Dijagram plazmatrona

Elektroda u plazmatronu je katoda i služi za pobuđivanje električnog luka. Najčešći metal koji se koristi za izradu elektroda za plazmatrone je hafnij..

Mlaznica ima stožast oblik, komprimira plazmu i tvori plazma mlaz. Bježeći iz izlaznog kanala mlaznice, mlaz plazme dodiruje obradak i reže ga. Dimenzije mlaznice utječu na karakteristike plazma rezača, njegove mogućnosti i tehnologiju rada s njim. Najčešći promjer mlaznice je 3 do 5 mm. Što je veći promjer mlaznice, veći volumen zraka po jedinici vremena kroz koji se može proći. Širina reza ovisi o količini zraka, kao i o brzini plazma rezača i brzini hlađenja plazma plamenika. Najčešća duljina mlaznice je 9 do 12 mm. Što je duljina mlaznice dulja, rez je uredniji. No preduga mlaznica osjetljivija je na uništavanje, pa se optimalna duljina povećava za veličinu jednaku 1,3 – 1,5 promjera mlaznice. Treba imati na umu da svaka vrijednost struje odgovara optimalnoj veličini mlaznice, što osigurava stabilno sagorijevanje luka i maksimalne parametre rezanja. Smanjiti promjer mlaznice i učiniti ga manjim od 3 mm nije praktično, jer se resurs cijelog plazmatrona značajno smanjuje.

Mlaznice za rezanje plazmom

Kompresor opskrbljuje komprimirani zrak plazma plamenikom za stvaranje plazme. U uređajima za rezanje zračnom plazmom, zrak djeluje i kao plin koji stvara plazmu i kao zaštitni. Postoje uređaji s ugrađenim kompresorom, u pravilu su male snage, kao i uređaji s vanjskim kompresorom zraka..

Paket crijeva za kablove sastoji se od električnog kabela koji povezuje izvor napajanja i plazma plamenika, kao i crijevo za dovod zraka iz kompresora u plazma plamenik. Što se točno događa unutar plazma plamenika, razmotrit ćemo u nastavku.

Princip rada stroja za rezanje zračnom plazmom

Ugradnja zračno plazma rezanja radi po dolje opisanom principu. Nakon pritiska na tipku za paljenje koja se nalazi na ručki plazma plamenika, visokofrekventna struja se dovodi iz izvora napajanja u plazma plamenik. Kao rezultat toga, električni luk u stanju pripravnosti se pali. Zbog činjenice da je stvaranje elektroluka između elektrode i obratka izravno teško, vrh mlaznice djeluje kao anoda. Temperatura pilot luka je 6000 – 8000 ° C, a stub luka ispunjava cijeli kanal mlaznice.

Nekoliko sekundi nakon paljenja upravljačkog luka, komprimirani zrak počinje teći u komoru plazma plamenika. Prolazi kroz dežurni električni luk, ionizira, zagrijava i povećava volumen 50-100 puta. Oblik mlaznice plazmatrona sužen je prema dolje, zbog čega se zrak komprimira, od nje nastaje mlaz, koji izlazi iz mlaznice brzinom bliskom zvučnoj – 2 – 3 m / s. Temperatura ioniziranog zagrijanog zraka koji izlazi iz izlaza mlaznice može doseći 20 000 – 30 000 ° C. Električna vodljivost zraka u ovom trenutku približno je jednaka električnoj vodljivosti metala koji se obrađuje..

Plazma upravo nazvan zagrijani ionizirani zrak koji bježi iz mlaznice plazma plamenika. Čim plazma dosegne površinu metala koji se obrađuje, radni luk rezanja se pali, pri čemu se pilot luk gasi. Rezni luk zagrijava obradak na mjestu kontakta, lokalno se metal počinje topiti i pojavljuje se rez. Rastopljeni metal istječe na površinu obratka i učvršćuje se u obliku kapljica i malih čestica koje protok plazme odmah otpuhuje. Ova metoda rezanja zračnom plazmom naziva se oštar plazma luk (izravni luk), budući da je metal koji se obrađuje uključen u električni krug i anoda je luka za rezanje..

Rezanje plazma lukom i plazma mlazom

U gore opisanom slučaju, za rezanje obratka koristi se energija jedne od mjesta blizu elektrode luka, kao i plazma stupa i baklja koja iz njega izlazi. Rezanje plazmom koristi istosmjerni luk ravnog polariteta.

Rezanje metala plazma-lukom koristi se u takvim slučajevima: ako trebate izraditi dijelove oblikovanih kontura od lima ili izraditi dijelove ravnih kontura, ali tako da ne morate dodatno obrađivati ​​konture, za rezanje cijevi, traka i šipke, za detaljno rezanje rupa i otvora i drugo.

No postoji i drugi način rezanja plazmom – rezanje plazma mlazom. U tom slučaju rezni luk se pali između elektrode (katode) i vrha mlaznice (anode), a radni komad nije uključen u električni krug. Dio plazme se uklanja iz plazma plamenika u obliku mlaza (neizravni luk). Obično se ova metoda rezanja koristi za rad s nemetalnim, neprovodljivim materijalima-betonom, keramičkim pločicama, plastikom.

Dovod zraka u plazma plamenik izravnog i neizravnog djelovanja vrši se na različite načine. Rezanje plazmom zahtijeva aksijalni dovod zraka (izravno). Rezanje plazma mlazom zahtijeva tangencijalni dovod zraka.

Dovod zraka u plazma plamenik

Tangencijalni ili vrtložni (aksijalni) dovod zraka do plazmatrona neophodan je da bi se katodno mjesto smjestilo strogo u središte. Ako je tangencijalni dovod zraka poremećen, pomak katodnog mjesta, a s njim i plazma luka, je neizbježan. Zbog toga luk plazme ne gori stabilno, ponekad se dva luka zapale istodobno, a cijela plazma plamenica ne uspije. Samostalno rezanje zračnom plazmom nije sposobno osigurati tangencijalnu opskrbu zrakom. Budući da se za uklanjanje turbulencija unutar plazma plamenika koriste mlaznice posebnog oblika, kao i košuljice.

Komprimirani zrak koristi se za zračno plazma rezanje takvih metala:

  • Bakar i bakrene slitine – ne više od 60 mm debljine;
  • Aluminij i aluminijske legure – do 70 mm debljine;
  • Čelik debljine do 60 mm.

No zrak se ne može koristiti za rezanje titana. U nastavku ćemo detaljnije razmotriti suptilnosti rada s ručnim strojem za zračno-plazma rezanje..

Kako odabrati stroj za rezanje zračnom plazmom

Da biste napravili pravi izbor plazma rezača za privatne potrebe kućanstva ili male radionice, morate točno znati u koje će se svrhe koristiti. S kojim ćete radnim komadima morati raditi, koji materijal, koja debljina, kolika je intenzitet opterećenja aparata i još mnogo toga.

Za privatnu radionicu, pretvarač bi mogao stati, jer takvi uređaji imaju stabilniji luk i 30% veću učinkovitost. Transformatori su prikladni za rad s debljim izratcima i ne boje se skokova napona, ali su istovremeno teži i manje ekonomični.

Sljedeća gradacija su plazma rezači izravnog i neizravnog djelovanja. Ako namjeravate rezati samo metalne komade, tada vam je potreban uređaj za izravno djelovanje.

Za privatnu radionicu ili potrebe kućanstva potrebno je kupiti ručni plazma rezač s ugrađenim ili vanjskim kompresorom, dizajniran za određenu jakost struje.

Struja plazma rezača i debljina metala

Parametri rezanja metala plazma rezačem

Trenutna snaga i najveća debljina obratka glavni su parametri za odabir stroja za rezanje zračnom plazmom. Oni su međusobno povezani. Što više struje može napajati plazma rezač, to se radni komad može obrađivati ​​deblji..

Prilikom odabira aparata za osobne potrebe morate znati točno koja će se debljina obratka obrađivati ​​i od kojeg metala. U karakteristikama plazma rezača naznačena je i maksimalna jakost struje i najveća debljina metala. No, obratite pozornost na činjenicu da je debljina metala naznačena pod pretpostavkom da će se obrađivati ​​crni metal, a ne obojeni i nehrđajući čelik. A trenutna snaga nije naznačena nominalna, već maksimalna, s tim parametrima uređaj može raditi vrlo kratko vrijeme.

Za rezanje različitih metala potrebna je različita amperaža. Točni parametri mogu se vidjeti u donjoj tablici..

Tablica 1. Amperaža potrebna za rezanje različitih metala.

Amperaža potrebna za rezanje različitih metala

Na primjer, ako namjeravate rezati čelični obradak debljine 2,5 mm, potrebna vam je jačina struje 10 A. A ako je radni predmet izrađen od obojenog metala, na primjer, bakra debljine 2,5 mm , tada jačina struje mora biti 15 A. Da bi rez bio visoke kvalitete, potrebno je uzeti u obzir određenu rezervu snage, stoga je bolje kupiti plazma rezač dizajniran za struju od 20 A.

Za stroj za zračno plazma rezanje cijena izravno ovisi o njegovoj snazi ​​- izlaznoj struji. Što je veća amperaža, uređaj je skuplji..

Način rada – radni ciklus (DC)

Način rada uređaja određen je intenzitetom njegovog opterećenja. Na svim uređajima prikazan je parametar kao što je vrijeme uključivanja ili radni ciklus. Što to znači? Na primjer, ako je naznačeno PV = 35%, to znači da plazma rezač može raditi 3,5 minute, a zatim se mora ostaviti da se ohladi 6,5 minuta. Radni ciklus je predviđen za 10 minuta. Postoje uređaji s radnim ciklusom 40%, 45%, 50%, 60%, 80%, 100%. Za kućne potrebe, gdje se uređaj neće stalno koristiti, dovoljni su uređaji s radnim ciklusom od 35% do 50%. Za CNC strojno rezanje koriste se plazma rezači s radnim ciklusom = 100%, jer omogućuju kontinuirani rad tijekom cijele smjene.

Imajte na umu da u procesu rada s ručnim zračno-plazma rezanjem morate premjestiti plamenik ili otići na drugi kraj obratka. Svi se ti intervali računaju u vrijeme hlađenja. Također, trajanje uključivanja ovisi o opterećenju uređaja. Na primjer, od početka smjene čak i plazma rezač s radnim ciklusom od 35% može raditi bez prekida 15 – 20 minuta, ali što se češće koristi, to će biti kraće vrijeme neprekidnog rada..

DIY zračno plazma rezanje – tehnologija rada

Odabrali smo plazma rezač, upoznali se s principom rada i uređajem, vrijeme je za početak rada. Kako ne biste pogriješili, za početak ne šteti upoznati tehnologiju rada sa strojem za rezanje zračnom plazmom. Kako se pridržavati svih sigurnosnih mjera, kako pripremiti uređaj za rad i odabrati ispravnu jakost struje, a zatim kako zapaliti luk i održavati potrebnu udaljenost između mlaznice i površine obratka.

Vodite računa o sigurnosti

Mjere sigurnosti pri radu s plazma rezačem

Rezanje zračnom plazmom povezano je s brojnim opasnostima: električna struja, visoke temperature plazme, vrući metal i ultraljubičasto zračenje.

Mjere sigurnosti pri radu s plazma rezačem:

  • Potrebno je raditi u posebnoj opremi: tamne naočale ili vizir zavarivača (4-5 klasa zatamnjenja stakla), uske rukavice na rukama, hlače od guste tkanine na nogama i zatvorene cipele. Prilikom uporabe baklje mogu se stvoriti plinovi koji predstavljaju prijetnju normalnoj funkciji pluća, pa se mora nositi maska ​​ili respirator..
  • Rezač plazme je spojen na mrežu putem RCD -a.
  • Utičnice, radni stalak ili stol i okolni predmeti moraju biti dobro uzemljeni.
  • Kabeli za napajanje moraju biti u savršenom stanju, nije dopušteno oštećenje namota.

Činjenica da mreža mora biti projektirana za napon naznačen na uređaju (220 V ili 380 V) je sasvim razumljivo. Inače, poštivanje sigurnosnih mjera pomoći će u izbjegavanju ozljeda i profesionalnih bolesti..

Priprema stroja za rezanje zračnom plazmom za rad

Kako spojiti sve elemente stroja za zračno-plazma rezanje detaljno je opisano u uputama za uređaj, pa idemo odmah na daljnje nijanse:

  • Uređaj mora biti instaliran tako da ima pristup zraku. Hlađenjem kućišta rezača plazme omogućit ćete dulji rad bez prekida i rjeđe isključivanje uređaja radi hlađenja. Mjesto mora biti takvo da kapljice rastopljenog metala ne padaju na aparat..
  • Zračni kompresor povezan je s plazma rezačem putem separatora vlage i ulja. To je vrlo važno jer kapljice vode ili ulja zarobljene u komori plazma plamenika mogu dovesti do kvara cijele plameničke plamenice ili čak do njezine eksplozije. Tlak zraka koji se dovodi u plazma plamenik mora odgovarati parametrima aparata. Ako tlak nije dovoljan, plazma luk će biti nestabilan i često će se gasiti. Ako je tlak previsok, neki elementi plazma plamenika mogu postati neupotrebljivi..
  • Ako na izratku za obradu ima mrlja hrđe, kamenca ili ulja, najbolje ih je očistiti i ukloniti. Iako rezanje zračnom plazmom omogućuje rezanje hrđavih dijelova, ipak je bolje igrati na sigurno jer se otrovne pare oslobađaju pri zagrijavanju hrđe. Ako namjeravate rezati posude u kojima su skladišteni zapaljivi materijali, moraju se temeljito očistiti.

Kako bi rez bio gladak, paralelan, bez prašine i ulegnuća, potrebno je odabrati ispravnu jakost struje i brzinu rezanja. Tablice u nastavku prikazuju optimalne parametre rezanja za različite metale različitih debljina..

Tablica 2. Snaga i brzina rezanja strojem za zračno plazma rezanje za izratke od različitih metala.

Parametri rezanja zračnom plazmom

U početku će biti teško odabrati brzinu rezanja, potrebno je iskustvo. Stoga se u početku možete usredotočiti na sljedeće pravilo: potrebno je pogoniti plazma plamenik tako da iskre budu vidljive na stražnjoj strani obratka. Ako nisu vidljive iskre, radni komad nije presječen. Također imajte na umu da suviše sporo vođenje plamenika utječe na kvalitetu reza, na njemu se pojavljuju šljaka i opuštanje, a luk može nestati nestabilan, pa čak i ugasiti se..

Rezanje plazmom

Sada možete započeti sam proces rezanja.

Paljenje lučnog plazme

Prije paljenja luka, plazma plamenik treba ispuhati zrakom kako bi se uklonila povremena kondenzacija i ostaci. Da biste to učinili, pritisnite, a zatim otpustite gumb za paljenje luka. Tako uređaj prelazi u način čišćenja. Nakon otprilike 30 sekundi možete pritisnuti i držati tipku za paljenje. Kao što je već opisano u principu plazma rezača, pilot (pomoćni, upravljački) luk će zasvijetliti između elektrode i vrha mlaznice. U pravilu gori ne dulje od 2 sekunde. Stoga je za to vrijeme potrebno zapaliti radni (rezni) luk. Metoda ovisi o vrsti plazmatrona.

Ako je plazma plamen izravnog djelovanja, tada je potrebno napraviti kratki spoj: nakon stvaranja upravljačkog luka potrebno je pritisnuti tipku za paljenje – dovod zraka prestaje i kontakt se zatvara. Zatim se zračni ventil automatski otvara, protok zraka izlazi iz ventila, ionizira, povećava se u veličini i uklanja iskru iz mlaznice plazma plamenika. Zbog toga se radni luk zapali između elektrode i metala obratka..

Važno! Kontaktno paljenje luka ne znači da plazma plamenik mora biti postavljen ili naslonjen na obradak..

Paljenje lučnog plazme

Čim se rezni luk upali, upravljački luk se gasi. Ako prvi put nije bilo moguće upaliti radni luk, morate otpustiti gumb za paljenje i ponovno ga pritisnuti – počet će novi ciklus. Postoji nekoliko razloga zašto se radni luk ne može zapaliti: nedovoljan tlak zraka, nepravilno sastavljanje plazma plamenika ili drugi kvarovi..

Tijekom rada također postoje slučajevi kada se luk rezanja gasi. Razlog je najvjerojatnije trošenje elektrode ili nepoštivanje udaljenosti između plazma plamenika i površine obratka..

Udaljenost između baklje i metala

Rezanje metala plazma rezačem s daljinskim graničnikom

Ručno rezanje zrakom i plazmom opterećeno je poteškoćama da se mora održavati udaljenost između plamenika / mlaznice i metalne površine. Pri radu s rukom to je prilično teško, jer čak i disanje ruši ruku, a rez se pokazuje neravnomjernim. Optimalna udaljenost između mlaznice i obratka je 1,6 – 3 mm, za njezino poštivanje koriste se posebni graničnici udaljenosti, jer se plazma plamenik ne može pritisnuti na površinu obratka. Graničnici se postavljaju na vrh mlaznice, zatim plazma plamenik počiva na izratku i rez se vrši.

Imajte na umu da je plazma plamenik potrebno držati strogo okomito na obradak. Dopušteni kut skretanja je 10 – 50 °. Ako je obradak previše tanak, plamenik se može držati pod malim kutom kako bi se izbjegle ozbiljne deformacije u tankom metalu. U tom slučaju rastaljeni metal ne smije pasti na mlaznicu..

Učinite sami rad sa zračno-plazma rezanjem možete obaviti neovisno, važno je samo zapamtiti sigurnosne mjere opreza, a također i da su mlaznica i elektroda potrošni materijal koji zahtijeva pravovremenu zamjenu.